天津大学 化学工艺学03.ppt

失活原因：超温过热，使催化剂表面发生烧结，晶型转变或物相转变；原料气中混有毒物杂质，使催化剂中毒；有污垢覆盖催化剂表面催化剂的失活和再生再生：暂时性中毒是可逆的，当原料中除去毒物后，催化剂可逐渐恢复活性永久性中毒则是不可逆的催化剂积碳可通过烧碳再生无论是暂时性中毒后的再生，还是积碳后的再生，均会引起催化剂结构的损伤，致使活性下降2.6反应过程的物料衡算和热量衡算基础输入物料的总质量=输出物料的总质量+系统内积累的物料质量衡算系统的物料衡算通式间歇操作过程的物料衡算以每批生产时间为基准输入物料量每批投入的所有物料质量的总和（包括反应物、溶剂、充入的气体、催化剂等）输出物料量该批卸出的所有物料质量的总和（包括目的产物、副产物、剩余反应物、抽出的气体、溶剂、催化剂等）投入料总量与卸出料总量之差为残存在反应器内的物料量及其它机械损失稳定流动过程的物料衡算系统中各点的参数（温度、压力、浓度和流量等）不随时间而变化，系统中没有积累输入系统的物料总质量=输出系统的物料总质量组分衡算∑mi）入=（∑mi）出+Δmi原子衡算输入物料中所有原子的摩尔数之和=输出物料中所有原子的摩尔数之和物料衡算的步骤绘出流程的方框图，以便选定衡算系统写出化学反应方程式并配平选定衡算基准，以计算方便为原则收集或计算必要的各种数据设未知数，列方程式组，联立求解计算和核对报告计算结果例2-5p39稳态流动反应过程的热量衡算稳态流动反应过程是一类最常见的恒压过程，在该系统内无能量积累。输入该系统的能量=输入物料的内能Uin+环境传入的热量QP输出该系统的能量=输出物料的内能Uout+系统对外作的功WUin+QP=Uout+W热量衡算的关键首先要确定衡算对象，即明确系统及其周围环境的范围选定物料衡算基准，物、热衡算方程式要联立求解，均应有同一物料衡算基准确定温度基准，多以298K（或273K）为基准温度注意物质的相态，计算相应的焓变例2-6p44工艺学基础2生产能力和生产强度化学反应的效率——合成效率转化率选择性收率平衡转化率和平衡产率2.3化工过程的主要效率指标生产能力一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量或处理的原料量单位千克/时（kg/h）吨/天(t/d)万吨/年(10kt/a)设计能力：在最佳条件下可以达到的最大生产能力设备的单位体积（或面积）的生产能力单位：kg/h·m3，t/d·m3kg/h·m2，t/d·m2生产强度时空收率催化剂的生产强度单位时间、单位体积（质量）催化剂所得产品量合成效率原子经济性AE环境因子转化率（反应器）（反应系统）循环流程新鲜原料F混合反应分离循环物料R混合原料M选择性表达主、副反应进行程度的大小反映原料的利用是否合理从产物角度来描述反应过程的效率单程收率总收率平衡转化率平衡收率转化率、选择性和收率的关系收率2.4反应条件对化学平衡和反应速率的影响对于可逆反应，平衡常数与温度的关系吸热反应ΔH?0，K值随着温度升高而增大,有利于平衡产率增加放热反应ΔH?0，K值随着温度升高而减小，降低温度使平衡产率增加温度的影响——化学平衡温度的影响——反应速率ｋ总是随温度的升高而增加不可逆反应，产物生成速率随温度的升高而加快可逆吸热反应，净速率随温度的升高而增高可逆放热反应，在最佳反应温度下净反应速率最大浓度的影响反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动反应物浓度愈高，反应速率愈快压力的影响压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率分子数减少的反应，提高压力可以提高平衡产率分子数不变的